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第 13 讲 铁盐、亚铁盐 铁及其化合物的转化
[复习目标] 1.掌握Fe2＋和Fe3＋的性质和检验方法。2.能从物质类别和元素价态变化的角度
理解铁及其化合物的转化路径。
考点一 Fe2＋、Fe3＋的性质与检验
1．铁盐
(1)常见的铁盐有Fe (SO )、FeCl 等。
2 4 3 3
(2)含Fe3＋的溶液，呈黄色，Fe3＋具有较强的氧化性。Fe3＋与Cu、HS反应的离子方程式分
2
别为 2Fe 3 ＋ ＋ Cu == = 2Fe 2 ＋ ＋ Cu 2 ＋ 、 2Fe 3 ＋ ＋ H S == = 2Fe 2 ＋ ＋ S ↓ ＋ 2H ＋ 。
2
(3)Fe3＋易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。
①用FeCl 固体配制FeCl 溶液的方法：将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至
3 3
所需浓度。
②工业上常用调节pH的方法除去溶液中的Fe3＋。
③FeCl 溶液加热蒸干并灼烧，所得固体主要成分为Fe O。
3 2 3
④Fe3＋与HCO、AlO混合时都会得到Fe(OH) 沉淀。
3
2．亚铁盐
(1)FeSO ·7H O呈绿色，俗称绿矾。
4 2
(2)含有Fe2＋的溶液，呈浅绿色，Fe2＋既有氧化性，又有还原性。
①氧化性：Fe2＋与Zn反应的离子方程式为 Fe 2 ＋ ＋ Zn == = Zn 2 ＋ ＋ Fe 。
②还原性：Fe2＋与Cl 反应的离子方程式为 2Fe 2 ＋ ＋ Cl == = 2Fe 3 ＋ ＋ 2Cl － 。
2 2
(3)Fe2＋在酸性介质中比较稳定，因而保存亚铁盐溶液时，应加入一定量的酸，同时放入少
量 铁屑 ( 钉 )来防止氧化。
3．高铁酸钾(K FeO)
2 4
暗紫色晶体，其中Fe为 ＋ 6 价，具有强氧化性，可用作水体的杀菌、消毒剂或高容量电池
材料。
4．Fe2＋和Fe3＋的检验
(1)(2)
(3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验
―――――→溶液变红色，说明含有 Fe 3 ＋ 。
――――→酸性KMnO 溶液紫红色褪去，说明含有 Fe 2 ＋ 。
4
1．硫酸亚铁片和维生素C同时服用能增强治疗缺铁性贫血的效果( )
2．中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、SO( )
3．Fe (SO ) 和KI溶液反应的离子方程式：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I( )
2 4 3 2
4．将Fe(NO ) 样品溶于稀HSO 后，滴加KSCN溶液，溶液变红，则Fe(NO ) 晶体已氧化
3 2 2 4 3 2
变质( )
5．向FeCl 溶液中滴加酸性KMnO 溶液，若酸性KMnO 溶液褪色，证明含有Fe2＋( )
2 4 4
答案 1.√ 2.× 3.√ 4.× 5.×
一、铁盐、亚铁盐的性质
1．铁及其化合物是中学化学中一类重要的物质。下列关于铁元素的叙述正确的是( )
A．采用将FeCl 溶液直接蒸干的方法制备FeCl 固体
3 3
B．保存FeCl 溶液常常加一些铁粉，其目的是抑制Fe2＋水解
2
C．25 ℃时，pH＝0的溶液中，Al3＋、NH、NO、Fe2＋可以大量共存
D．FeSO 溶液中加入HO 溶液时，Fe2＋表现还原性
4 2 2
答案 D
解析 加热促进Fe3＋的水解，且生成HCl易挥发，采用将FeCl 溶液直接蒸干的方法不能制
3
备FeCl 固体，故A错误；亚铁离子易被氧化为铁离子，保存 FeCl 溶液常常加一些铁粉，
3 2
其目的是防止Fe2＋被氧化，故B错误；pH＝0的溶液显酸性，H＋、NO、Fe2＋发生氧化还原
反应不能共存，故C错误；亚铁离子可被过氧化氢氧化，发生反应：2Fe2＋＋HO ＋2H＋
2 2
===2Fe3＋＋2HO，Fe2＋表现还原性，故D正确。
2
2．(2023·厦门模拟)用黄色的FeCl 溶液分别进行下列实验，解释或结论不正确的是( )
3
选项 实验 现象 解释或结论
A 加入FeCl 固体 溶液变成红褐色 FeCl 的水解程度变大
3 3
B 加入等体积水 溶液颜色变浅 c(Fe3＋)变小
C 加入足量Fe粉 溶液颜色变浅绿色 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
D 将FeCl 溶液微热 溶液变成红褐色 水解反应ΔH＞0
3答案 A
解析 FeCl 溶液中存在Fe3＋的水解平衡，水解的离子方程式为Fe3＋＋3HOFe(OH) ＋3H
3 2 3
＋。A项，加入FeCl 固体，平衡右移，c(Fe3＋)增大，但水解程度减小，错误；B项，加入等
3
体积的水，平衡右移，c(Fe3＋)减小，溶液颜色变浅，正确；C项，加入Fe粉，发生反应：
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Fe2＋呈浅绿色，正确；D项，加热，促进水解，说明水解是吸热反应，
正确。
二、应用Fe3＋、Fe2＋的性质除杂
3．除去括号中的杂质，并写出反应的离子方程式。
(1)FeCl (FeCl ) ， 除 杂 方 法 ： ______________ ， 离 子 方 程 式 ：
2 3
_____________________________。
(2)FeCl (FeCl ) ， 除 杂 方 法 ： ______________ ， 离 子 方 程 式 ：
3 2
______________________________。
(3)Fe (SO )(FeSO ) ， 除 杂 方 法 ： __________ ， 离 子 方 程 式 ：
2 4 3 4
____________________________。
(4)FeCl (Cu2 ＋ ) ， 除 杂 方 法 ： ______________ ， 离 子 方 程 式 ：
2
_____________________________。
(5)CuCl 溶液(FeCl )，除杂方法：__________________________________________________。
2 2
答案 (1)加入过量铁粉 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
(2)加入氯水(或通入Cl) 2Fe2＋＋Cl===2Fe3＋＋2Cl－
2 2
(3)滴加HO 2Fe2＋＋HO＋2H＋===2HO＋2Fe3＋
2 2 2 2 2
(4)加入过量铁粉，过滤 Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋
(5)先向溶液中加入氧化剂(如HO 、氯水)，然后向混合液中加入CuO或Cu(OH) ，调pH，
2 2 2
促进Fe3＋水解生成Fe(OH) 沉淀，静置过滤
3
三、Fe2＋和Fe3＋的检验实验方案设计
4．下列离子的检验方法合理的是( )
A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋
B．向某溶液中通入Cl，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋
2
C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中
只含有Fe2＋，不含有Mg2＋
答案 C
解析 A项中只能说明含有Fe3＋，不能说明不含Fe2＋；B项原溶液中也可能只有Fe3＋而没有
Fe2＋；D项中氧化后生成的红褐色沉淀Fe(OH) 也可能掩盖了生成的白色沉淀Mg(OH) 。
3 2
5．设计简单实验，证明Fe O 中含有＋2、＋3两种价态的铁元素(提供的试剂有Fe O 粉末、
3 4 3 4浓、稀硫酸、硝酸、盐酸、KSCN溶液、酸性KMnO 溶液)。
4
答案 取固体粉末溶于适量稀硫酸，将溶液分成两份，一份滴加 KSCN溶液，溶液变红，
证明含有Fe3＋，另一份滴加酸性KMnO 溶液，KMnO 溶液紫红色褪去，证明含Fe2＋。
4 4
Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO 溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO ，有干
4 4
扰)。
考点二 铁及其重要化合物的转化关系
1．铁及其化合物的“价—类”二维转化
从物质类别和物质所含核心元素的化合价两个角度总结、预测物质的性质是学习化学的重要
方法之一。
(1)横向变化体现了同价态、不同物质类别(氧化物、碱、盐)之间的转化。
①碱性氧化物(Fe O、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐；
2 3
②Fe2＋、Fe3＋与碱(OH－)反应生成对应的碱；
③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的
碱。
(2)纵向变化体现了不同价态、同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
(3)斜向变化体现了不同价态、不同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
2．用离子方程式实现Fe3＋与Fe2＋的相互转化
Fe2＋Fe3＋
①2Fe2＋＋Cl===2Fe3＋＋2Cl－；
2
②3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋2HO＋NO↑；
2
③2Fe2＋＋HO＋2H＋===2Fe3＋＋2HO；
2 2 2
④5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4HO；
2
⑤2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；
⑥Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋；⑦2Fe3＋＋HS===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。
2
一、过量铁对氧化产物的影响
1．在一定量的稀HNO 中慢慢加入铁粉，得到的Fe2＋的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质
3
的量(横坐标)的关系如图所示。
(1)请将正确答案的字母填在相应的横线上。
a．Fe3＋ b．Fe2＋ c．Fe、Fe2＋ d．Fe2＋、Fe3＋
①AB段铁元素以________形式存在。
②BC段铁元素以________形式存在。
③CD段铁元素以________形式存在。
(2)AB段与BC段所需Fe的质量比为_______________________________________________。
答案 (1)①a ②d ③c (2)2∶1
解析 在一定量的稀HNO 中缓慢加入铁粉，开始时发生反应：Fe＋4HNO(稀)===Fe(NO )
3 3 3 3
＋NO↑＋2HO，此时铁元素在溶液中以Fe3＋形式存在，在B点时，硝酸恰好反应完全；继
2
续加铁粉，发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，此时溶液中Fe2＋的量逐渐增多，Fe3＋的量逐渐
减少；在C点时，溶液中的Fe3＋恰好完全反应，此时继续加入的铁粉不再反应，溶液中的Fe2
＋的量不再增多。设AB段消耗a mol Fe，生成a mol Fe3＋，根据反应Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋可
知BC段需要消耗a mol Fe，则AB段与BC段所需Fe的质量比为2∶1。
2．向含有1 mol HNO 和1 mol H SO 的混合溶液中逐渐加入铁粉至过量，溶液中金属阳离
3 2 4
子a、b与所加铁粉的物质的量的关系如图所示(已知稀硝酸的还原产物只有NO)。下列有关
判断不正确的是( )
A．a表示Fe3＋的关系曲线
B．n＝0.75
1
C．P点时，n(Fe2＋)＝0.562 5 mol
D．向P点溶液中加入铜粉，最多可溶解14.4 g答案 C
解析 该反应可以看作两步：①Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2HO，硝酸根离子过量，
2
氢离子不足；②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。a表示Fe3＋的关系曲线，A正确；溶液中共有3 mol H
＋参加反应，消耗0.75 mol铁，B正确；P点n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，两者均为0.45 mol，C不正
确；P点剩余0.45 mol Fe3＋，消耗0.225 mol铜，质量为14.4 g，D正确。
二、铁盐、亚铁盐的制备
3．硫酸亚铁晶体(FeSO ·7H O)是一种重要的食品或饲料添加剂，实验室用严重锈蚀的废铁
4 2
屑(含有Fe、Fe O)为原料制备硫酸亚铁晶体(FeSO ·7H O)，其流程如下：
2 3 4 2
(1)Fe O 与稀硫酸反应的离子方程式为______________________________________________
2 3
_______________________________________________________________________________
。
(2)溶液A中加过量铁粉时，反应的离子方程式为_____________________________________。
(3)若检验溶液B中不存在Fe3＋，可选择的方法是____________________________________。
(4)FeSO ·7H O晶体应密封保存，主要目的是_______________________________________。
4 2
答案 (1)Fe O ＋6H＋===2Fe3＋＋3HO (2)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H↑
2 3 2 2
(3)取少量溶液B于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液不变红色，说明溶液B中不存在Fe3＋
(4)防止被空气氧化
4．FeCl 在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水
3
FeCl ，再用副产品FeCl 溶液吸收有毒的HS气体。
3 3 2
经查阅资料得知，无水FeCl 在空气中易潮解，加热易升华，氢硫酸为弱酸。他们设计了制
3
备无水FeCl 的实验方案，装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下：
3
①检查装置的气密性；
②通入干燥的Cl，赶尽装置中的空气；
2
③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；
④……
⑤体系冷却后，停止通入Cl，并用干燥的N 赶尽Cl，将收集器密封。
2 2 2
(1)装置A中发生反应的化学方程式为_____________________________________________。
(2)第③步加热后，生成的烟状FeCl 大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端，要使沉
3
积的FeCl 进入收集器，第④步操作应该是________________________。
3
(3)操作步骤中，为防止FeCl 潮解所采取的措施有________(填步骤序号)。
3(4)装置B中冷水浴的作用为________；装置D中FeCl 全部反应后，因失去吸收Cl 的作用
2 2
而失效，检验此时溶液中存在的金属阳离子，写出离子方程式：________________。
(5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。
(6)FeCl 溶液与HS气体反应的离子方程式为_______________________________________。
3 2
答案 (1)2Fe＋3Cl=====2FeCl
2 3
(2)在沉积的FeCl 固体下方加热 (3)②⑤
3
(4)冷凝、收集氯化铁 Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)
3
(5)
(6)2Fe3＋＋HS===2Fe2＋＋S↓＋2H＋
2
三、陌生含铁物质的制备
5．以高硫铝土矿(主要成分为Fe O、Al O、SiO，少量FeS 和硫酸盐)为原料制备聚合硫酸
2 3 2 3 2 2
铁{[Fe (OH)(SO )]}和明矾的部分工艺流程如下，下列说法错误的是( )
2 x 4 y n
已知：赤泥液的主要成分为NaCO。
2 3
A．赤泥液的作用是吸收“焙烧”阶段中产生的SO
2
B．聚合硫酸铁可用于净化自来水，与其组成中的Fe3＋具有氧化性有关
C．在“聚合”阶段，若增加Fe O 的用量，会使[Fe (OH)(SO )] 中x变大
2 3 2 x 4 y n
D．从“滤液”到“明矾”的过程中还应有“除硅”步骤
答案 B
解析 高硫铝土矿(主要成分为Fe O 、Al O 、SiO ，少量FeS 和硫酸盐)焙烧时，FeS 与O
2 3 2 3 2 2 2 2
反应生成Fe O 和SO ，并用赤泥液吸收生成的SO ；焙烧后，Al O 、Fe O 、SiO 、硫酸盐
2 3 2 2 2 3 2 3 2
进入“碱浸”步骤，Al O 、SiO 溶于KOH溶液，硫酸盐溶于水，过滤，滤液经一系列处理
2 3 2
获得明矾，滤渣主要是Fe O ，酸浸后加入双氧水氧化可能存在的亚铁离子，此时溶液中主
2 3
要有Fe (SO )，加入氧化铁进行聚合，经浓缩、干燥，获得聚合硫酸铁，据此解答。聚合硫
2 4 3
酸铁可用于净化自来水，与其组成中的 Fe3＋可水解产生胶体的性质有关，与 Fe3＋具有氧化
性无关，故B错误；在“聚合”阶段，若增加Fe O 的用量，碱性增强，x变大，故C正确；
2 3
由上述分析可知，从“滤液”到“明矾”的过程中，由于碱浸造成二氧化硅溶于氢氧化钾，
滤液中含硅酸盐，需要进行“除硅”步骤，故D正确。
6．(2023·天津模拟)NaFeO 具有强氧化性，是一种新型的绿色非氯净水消毒剂，碱性条件
2 4下可以稳定存在，酸性条件下会自身分解生成Fe(OH) 。可用Fe(OH) 与NaClO在强碱性条
3 3
件下制取，某实验小组利用如图所示实验装置，制取NaFeO ，并验证其处理含CN－废水的
2 4
能力。
Ⅰ.制取NaFeO
2 4
(1)仪器D的名称为__________。洗气瓶B中盛有的试剂为__________。实验开始，先打开
分液漏斗__________(填“A”或“C”)的活塞。
(2)写出大试管中发生反应的离子方程式：___________________________________________
_______________________________________________________________________________
。
(3)三颈烧瓶中的红褐色固体基本消失，得到紫色溶液时，停止通入Cl 。通入氯气的过程中
2
三 颈 烧 瓶 中 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 有 ： Cl ＋ 2OH －===Cl －＋ ClO －＋ HO 、
2 2
_________________
_______________________________________________________________________________
。
Ⅱ.模拟并验证NaFeO 处理含CN－废水的能力
2 4
(4)取一定量NaFeO 加入试管中，向其中加入10 mL 0.2 mol·L－1的NaCN溶液，CN－被氧化
2 4
为CO和N 。充分反应后测得试管中仍有NaFeO 剩余，过滤。向滤液中加入足量BaCl 溶
2 2 4 2
液，生成白色沉淀，将沉淀过滤、洗涤、干燥后称量，得白色沉淀0.354 6 g。
①配制0.2 mol·L－1的NaCN溶液，需要的玻璃仪器有______________(填字母)。
②计算NaCN溶液中CN－的去除率为______。
答案 (1)球形干燥管 饱和食盐水 C
(2)2MnO＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl↑＋8HO
2 2
(3)2Fe(OH) ＋3ClO－＋4OH－===2FeO＋3Cl－＋5HO (4)①ADEF ②90%
3 2
解析 (1)仪器D为球形干燥管；洗气瓶B中盛有的试剂是饱和食盐水，用来除去混合气体
中的氯化氢；因为实验中需要保持碱性环境，因此先向 Fe (SO ) 溶液中加入NaOH溶液，
2 4 3
然后再通入Cl ，所以先打开分液漏斗C的活塞。(3)结合化合价升降相等、原子守恒、电荷
2
守恒可写出制取NaFeO 的离子方程式：2Fe(OH) ＋3ClO－＋4OH－===2FeO＋3Cl－＋5HO。
2 4 3 2(4)①溶液配制需要胶头滴管、烧杯、50 mL 容量瓶、玻璃棒。②n(BaCO)＝＝0.001 8
3
mol，所以CN－的去除率为×100%＝90%。
1．(2023·浙江6月选考，3)氯化铁是一种重要的盐，下列说法不正确的是( )
A．氯化铁属于弱电解质
B．氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
C．氯化铁可由铁与氯气反应制得
D．氯化铁溶液可制备氢氧化铁胶体
答案 A
解析 氯化铁能完全电离出铁离子和氯离子，属于强电解质，A错误；氯化铁溶液与铜反应
生成氯化铜和氯化亚铁，可用来蚀刻覆铜板，B正确；氯气具有强氧化性，氯气与铁单质加
热生成氯化铁，C正确。
2．下列有关判断错误的是________(填字母)。
A．铁与碘反应易生成碘化铁(2022·浙江1月选考，9A)
B．FeCl 溶液中滴加KSCN溶液，将观察到溶液变红色(2022·海南，6C)
2
C．已知金属性：Fe>Cu，可推理出氧化性：Fe3＋
